VoIP-Praxisleitfaden IP-Kommunikation für Sprache, Daten und Video planen, implementieren und betreiben

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1 Jörg Fischer VoIP-Praxisleitfaden IP-Kommunikation für Sprache, Daten und Video planen, implementieren und betreiben ISBN-10: ISBN-13: Inhaltsverzeichnis Weitere Informationen oder Bestellungen unter sowie im Buchhandel.

2 Vorwort...XV 1 Einleitung Telephonie im Sinne dieses Buches Das Phänomen der menschlichen Sprache Am Anfang steht die Signalisierung Sprechen sie dieselbe Sprache? Gut gebrüllt, Löwe! Echtzeit -Kommunikation Fernmeldetechnik gestern und heute Wer war der Erfinder der Telephonie? Alles hat seinen Preis Telephonie wird zur Privatsache Thesen zu VoIP Worum geht es den Benutzern? THESE 1: Effektivität (Zeit) und Effizienz (Geld) THESE 2: Die fünf S der Benutzererwartungen THESE 3: Profile für Prozesse, Dienste und Benutzer THESE 4: Intelligente Büroumgebungen THESE 5: IP-Transformation der Kommunikation THESE 6: Konvergenz der Kommunikation VoIP wird Realität IP-fähige Telekommunikation Telefonierendes IP Der lange Weg von der PBX zum SoftSwitch Die Triebkräfte für VoIP Die IP-Transformation der Sprache Wozu braucht man eine ganzheitliche Betrachtung? Das Modell der IP-Transformation VoIP im praktischen Einsatz Einsatzgebiete für VoIP Ist VoIP billiger als klassische Telephonie? V

3 1.10 VoIP und das OSI-Modell Die Bedeutung von TCP und IP für VoIP Geht Sprache auch auf Schicht zwei? VoIP und das OSI-Modell Essenz Infrastrukturen im VoIP-Umfeld Was gehört zu Infrastruktur? Kabel, Leitungen und Drähte Klassische Telefonkabel Kabelkategorien Verdrillung der Adernpaare Schirmung der Adernpaare und der Kabel Erdung und/oder Schirmung Verkabelungsarten und Längenbeschränkungen...53 Lichtwellenleiter (LWL) Kabel- und Leitungsarchitekturen Ringförmige Verkabelungsarchitekturen Sternförmige Verkabelungsarchitekturen Strukturierte Verkabelungsarchitekturen Redundante Verkabelungsarchitekturen Endgeräte für die Kommunikation Das Telefonendgerät (TEG) Anschaltung bei klassischer Telephonie IP-Endgeräte/-Telefone (IP-TEG) Anschlüsse für Verkabelungssysteme Stecker und Buchsen Auflegeverfahren Stromversorgung Power over Ethernet Zusätzlicher Betriebsstrom an den Komponenten Zusätzlicher Betriebsstrom für IP-TEG Versorgung mit Notstrom Die Luft als Infrastruktur Kommunikation ohne Drähte, Leitungen und Kabel Aktive Netzwerkkomponenten für VoIP Anschlussvervielfacher HUB Anschlussverteiler Switch Kommunikationsflussverteiler Router Gateways Firewalls Essenz Netze, QoS, Pakete und Bandbreite Festnetze für VoIP Geografische und funktionale Differenzierung...88 VI

4 3.1.2 Technologische Differenzierung der Netze IP-Netze Breitbandnetze Mobilnetze für VoIP WLAN IEEE und seine Komponenten WLAN-Architekturen Planung und Implementierung von WLANs Voice over WLAN (VoWLAN) Praktischer Einsatz von VoWLAN Qualitätsanforderungen der Dienste (QoS) Subjektive Güte der Sprache ohne MOS nichts los Die Kodierung der Sprache Parameter der QoS im VoIP-Umfeld Laufzeit, Laufzeitschwankungen und Paketverluste IP Version 4 und IP Version Die IP-Paketgröße für Sprachdaten Paketmarkierungen für VoIP IP-Pakete im VoIP-Umfeld UDP und TCP IPSec IP Security Die Paketstruktur im VPN-Tunnel RTP Real-Time Transport Protocol RTCP Real Time Control Protocol QoS für die Signalisierung Bandbreite und Komprimierung Was ist ERLANG? Bandbreitenkalkulation für VoIP Bandbreitenkalkulation für Fax und Modem over IP Komprimierung Bandbreitenbedarf der Signalisierung Essenz Nummern, Adressen und Namen Nummern in der Telephonie Das internationale Rufnummernformat E Notruf- und andere Sondernummern Der interne Rufnummernplan Übersetzung zwischen internem und externem RNP Adressen in der IP-Welt Die MAC-Adresse Aufbau der MAC-Adresse Die Funktion der MAC-Adresse im VoIP-Umfeld Die IP-Adresse Struktur und Funktion der IP-Adressen Vergabe der IP-Adressen DCHP für VLAN-Zuordnung VII

5 4.4.4 Probleme mit DCHP VoIP und IP-Routing Nummern und Namen im Telephonieumfeld Mit Namen wählen Das Telefonbuch Verzeichnisdienst und Telefonbuch Namen in der IP-Welt DNS der Namensdienst im IP Suche im DNS DNS im VoIP-Umfeld ENUM Nummern im Namenformat Essenz Protokolle und Dienste für VoIP Protokolle der klassischen Telephonie Protokolle und Dienste des ISDN Digitale Anschlüsse zum ISDN und zu Teilnehmern Standardprotokolle für die digitale Vernetzung Herstellereigene Protokolle für die digitale Vernetzung Protokolle und Dienste für analoge Kommunikation Protokolle der IP-Telephonie IP-Protokolle für Management und Konfiguration Klassische, ungesicherte Managementprotokolle Gesicherte Managementprotokolle IP-Protokolle für die Steuerung und Signalisierung Protokolle für VoIP-Medienübertragung Protokolle für Sprache im VoIP-Umfeld Protokolle für Fax- und Modemdienste SIP Das IP-Protokoll für Multimedia und Mobilität Wozu dient SIP? Was unterscheidet SIP von anderen Protokollen? Wie funktioniert SIP? SIP als Protokoll zu den Endgeräten SIP als Trunk-Anschluss (Privat / Public) SIP und Sicherheit Essenz Leistungsmerkmale Standardisierte Leistungsmerkmale Leistungsmerkmale für die Teilnehmeridentifikation Leistungsmerkmale für den Aufbau von Anrufen Leistungsmerkmale während des Anrufes Leistungsmerkmale für mehrere Teilnehmer Weitere standardisierte Leistungsmerkmale Nicht standardisierte Leistungsmerkmale Spezielle Konferenzvarianten VIII

6 6.2.2 Teamfunktionen Chef/Sekretär-Funktionen Präferenzfunktionen ACD Automatische Anrufverteilung Vermittlungsplatz DISA Direct Inward System Access Essenz Ports, Kanäle und Bündel Kanäle und Bündel Ports in der IP-Welt Einsatz der IP-Ports Well known IP-Ports Standard IP-Ports für VoIP Dynamische IP-Ports Essenz Applikationen im VoIP-Umfeld Applikationsschnittstellen und Funktionen CSTA: Computer sieht TelefonAnlage TAPI Telephony Application Programming Interface XML extensible Markup Language SOAP Simple Object Access Protocol Anwendungen mit Kommunikationsfunktionen CTI (Computer Telephony Integration) Design einer CTI-Umgebung UMS Unified Messaging System Nur noch einen Briefkasten Fax-Nachrichten SMS-Nachrichten Abhören und Lesen der Nachrichten im UMS Präsenzinformationssysteme Die Telefonpräsenz Das Präsenzsystem Sprach-Konferenzsysteme Konferenzvarianten VoIP und Konferenzfunktionen Web-Konferenzsysteme Das Prinzip der Web-Konferenzen Die Funktionsweise von Web-Konferenzen Praktischer Einsatz von Web-Konferenzen Kollaborationsapplikationen Alarmierungs- und Evakuierungssysteme Alarmierung Automatische Mitteilungsverteilungen Evakuation IX

7 8.9 Notruf im VoIP-Umfeld Rechtliche und regulatorische Aspekte des Notrufs Notruf und Standortinformationen Technologische Aspekte des Notrufs im VoIP-Umfeld Die Vermittlung Das Fräulein vom Amt Der moderne Vermittlungsplatz Die automatische Vermittlung Persönlicher Assistent Anwendungen für die Kundeninteraktion Von der Vermittlung zum CallCenter Das moderne CallCenter Vorteile von VoIP-CallCentern Multimediale CallCenter Interne Interaktion Vom KIZ zum Business Process Routing Essenz VoIP Architekturmodelle Als die Telekommunikationssysteme VoIP lernten Auf dem Weg zur VoIP-Architektur Neu oder Migration? Von der PBX zur IP-PCX Von der IP-PCX zur VoIP-PCX Von IP-enabled zu hybrid Was ist besser: hybrid oder reines VoIP? Von der VoIP-PCX zu Soft-VoIP Zentral oder dezentral? Komponenten von VoIP-Systemen Die Steuereinheit Redundanz der Steuerungen Das Koppelfeld VoIP-Mediagateways Module für Sonderfunktionen Sonderarchitekturen und Trends Virtuelle Maschinen Offene VoIP-Systeme Open Source -Lösungen Ich geb Dir was und Du gibst mir was Essenz Managementsysteme für VoIP Die Managementpyramide Ebene der Basismanagement-Anwendungen Ebene des Applikationsmanagements Ebene des allgemeinen Netzwerkmanagements Ebene des zentralen Ressourcenmanagements Ebene des übergreifenden Dienstmanagements X

8 10.2 Anlagenbezogenes Basismanagement Die Managementzentrale der VoIP-Anlage Anlagenbezogenes Elementmanagement Elementares Ressourcenmanagement Nutzermanagement auf der Anlagenebene Fehler- und Alarmmanagement Anlagenbezogenes Berechtigungsmanagement Management der VoIP-Funktionen Das QoS-Management auf dem VoIP-System Das QoS-Management im IP-Netz Management der DSPs und Codecs Administration von VoIP-Domains VoIP-Statistiken SNMP im VoIP-Umfeld Management zentraler VoIP-Ressourcen und -dienste Performancemanagement Essenz Sicherheit, Gefahren, Risiken Das Verständnis für Sicherheit Sicherheit Das Gefühl von Sicherheit Gefahren kennen und erkennen Die Technik ist nur das Mittel Drei Sicherheitsbereiche Risiko Gefahr Bedrohung Warum Sicherheit für VoIP? BASELer Beschlüsse Kontroll- und Transparenz-Gesetz IT-Grundschutzkatalog BSI VoIPSec Studie Zu Grundlagen und Protokollen von VoIP Zur Medienübertragung in VoIP Zum VoIP-Routing Wegefindung Zum Routing Wegefindung der Namen und Nummern Zur Kodierung des VoIP-Stromes Angriffspotential auf und im IP-Netz Beschreibung der IT-Prozesse Essenz VoIP aber mit Sicherheit VoIP Sicherheit für was und für wen? Bedrohungen der Vertraulichkeit Nutzersicherheit XI

9 Administratorsicherheit Absicherung für das Systemmanagement Bedrohungen gegen die Integrität Tunnelbildung Verschlüsselung Bedrohungen gegen die Verfügbarkeit Authentisierung Unberechtigte Personen Authentisierung 802.1x Sicherheitsfunktionen im VoIP-System Trusted Host TCP-Wrapper ICMP Redirect Zugangssicherheit im IP-Netz Lernende IP-Anschlusssicherheit (learned port security) DHCP-Schutz Zugangskontrolllisten ACLs (access control lists) Essenz Betrieb und Zuverlässigkeit Gesicherter Betrieb Zuverlässigkeit und Ausfallzeit Ausfallzeit Zuverlässigkeit Verfahren zur Zuverlässigkeitsbetrachtung Berechnung der Zuverlässigkeit Bewertung der Zuverlässigkeit eines Gesamtsystems Betriebsdauer und Lebenszyklus Softwarelebenszyklus Hardwarelebenszyklus Betriebsmodelle Wenn der Betrieb OUT ist MCS eine dynamische Partnerschaft Essenz Fehler- und Störungsbeseitigung Ziele der Fehleranalyse und Störungsbeseitigung Schnelligkeit ist keine Hexerei Fehler erkannt Gefahr gebannt! Verhindern der Fehlerausbreitung Ein guter Plan A hat immer einen besseren Plan B Prävention denn Vorbeugen ist besser als Heilen Aus Schaden wird man klug Wer schreibt, der bleibt Fehler und Störungsbilder im VoIP-Umfeld Das Telefon geht nicht XII

10 Steckt der Fehler in der Physik? Steckt der Fehler im System? Die Verbindung klappt nicht Die Sprachqualität bei VoIP ist schlecht Kriterien für die Sprachqualität Schwankende und wechselnde Gesprächsqualität Die Lautstärke ist ungenügend oder unpassend Störende Echos und Hall während der Verbindung Verstümmelte und bruchstückhafte Kommunikation Essenz VoIP-Analyse Ziel und Methode der VoIP-Analyse Ziele der VoIP-Analyse Bestandteile der VoIP-Analyse Gemessene QoS-Werte der VoIP-Analyse MOS-Wert bei der VoIP-Analyse Berechnung des MOS-Wertes mittels E-Modell Entwicklung und Ziel des E-Modells Aufbau und Struktur des E-Modells Parameter des E-Modells und deren Standardwerte Der R-Faktor Die Berechnung des R-Faktors Werkzeuge für VoIP-Analysen Durchführung der VoIP-Analyse Planung der VoIP-Analyse Konfiguration der VoIP-Analyse Auswertung der VoIP-Analyse Hilfreiche Sonderfunktionen Essenz Verzeichnis der Abkürzungen Literatur Register XIII

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